Загадка Титана раскрыта: почему спутник Сатурна не потерял свою атмосферу, хотя должен был

Титан — единственный спутник планеты в Солнечной системе, обладающий толстой и плотной атмосферой. Ученые выяснили, каким образом она продолжает существовать.

Среди всех известных нам миров в Солнечной системе только Земля и Титан могут похвастаться плотной атмосферой. Титан — крупнейший спутник Сатурна и второй по размеру спутник в Солнечной системе после Ганимеда, который вращается вокруг Юпитера. Атмосфера Титана состоит преимущественно из азота (95%) и содержит около 5% метана. Однако присутствие метана в таком количестве представляет загадку для ученых, ведь этот газ должен был давно исчезнуть из-за солнечного излучения. Если бы метан полностью расщепился, вся атмосфера Титана бы замерзла и исчезла. Но этого не произошло, что говорит о существовании неизвестного механизма, поддерживающего атмосферу спутника. Исследователи, опубликовавшие свою работу в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta, раскрыли, в чем заключается этот процесс. На открытие обратил внимание портал Universe Today.

Титан уступает по размерам только Ганимеду, крупнейшему спутнику Юпитера. Его поверхность покрыта песчаными дюнами, ледяными горами и озерами из жидких углеводородов — в основном метана и этана. Ученые полагают, что под его ледяной корой скрывается огромный океан жидкой воды, что потенциально делает спутник пригодным для микробной жизни.

Несмотря на то, что Титан в 2,5 раза меньше Земли, его атмосфера значительно плотнее земной — примерно в 1,5 раза. Из-за этого, даже при сравнительно низкой гравитации, прогулка по поверхности Титана могла бы напоминать погружение под воду. Однако, несмотря на наличие атмосферы, человек не смог бы выжить на Титане без специального оборудования, поскольку там нет кислорода для дыхания.

Ключевым фактором, обеспечивающим существование атмосферы Титана, является метан. Под воздействием солнечного излучения он постепенно разрушается, и, согласно расчетам, должен был полностью исчезнуть за несколько десятков миллионов лет. Это, в свою очередь, привело бы к исчезновению атмосферы.

Чтобы разобраться, каким образом атмосфера Титана поддерживается, ученые провели серию лабораторных экспериментов, результаты которых оказались весьма любопытными.

Еще шесть лет назад исследователи выдвинули гипотезу о том, что метан в атмосфере спутника пополняется благодаря термическому разложению органических соединений в его недрах. Этот процесс сопровождается выделением газов, включая азот и метан, которые поднимаются на поверхность и поступают в атмосферу. Эта теория основывалась на данных, собранных межпланетным зондом Cassini, который с 2004 по 2017 годы изучал Сатурн и его спутники.

Чтобы проверить эту гипотезу, ученые нагревали органические вещества до температур от 250 до 500 градусов Цельсия при давлении до 10 килобар, что воспроизводило условия под поверхностью Титана. В результате экспериментов исследователи зафиксировали выделение достаточного количества метана, которое могло бы поддерживать атмосферу спутника на нынешнем уровне. Таким образом, теория нашла подтверждение.

Однако, несмотря на это открытие, атмосфера Титана по-прежнему остается загадкой. Разгадать ее поможет миссия NASA Dragonfly — автономный вертолет, который в 2028 году отправится на Титан. Этот аппарат займется изучением не только атмосферы, но и поверхности спутника. Он сможет дать ответ на вопрос, пригоден ли Титан для жизни и существуют ли там микроскопические организмы.

Источник: Universe Today